GPS长距离参考站间低高度角模糊度快速解算方法

提出了一种长距离全球定位系统(GPS)网络实时动态定位(RTK)参考站间低高度角卫星整周模糊度解算方法.利用L1,L2频率的观测值及严格的模糊度固定标准解算宽巷整周模糊度,将固定的宽巷整周模糊度与双频载波相位整周模糊度的整数线性关系作为约束条件,结合双频载波相位无电离层组合观测值估计双频载波相位整周模糊度和相对天顶对流层延迟误差,并搜索确定双频载波相位整周模糊度.利用固定模糊度的卫星大气延迟误差确定低高度角卫星的双频载波相位宽巷整周模糊度,将固定模糊度的卫星双频无电离层组合观测值与低高度角卫星双频无电离层组合值进行方程联立,同时利用低高度角卫星双差宽巷整周模糊度与双频载波相位整周模糊度的线性约束关系,进一步确定低高度角卫星的双频载波相位整周模糊度.使用实测的连续运行参考站(CORS)网GPS双频观测数据进行算法验证,结果表明:该方法可正确有效地实现参考站间低高度角卫星的载波相位整周模糊度的快速解算.     

求解移动基准站GPS整周模糊度的一种方法

移动基准站GPS载波相位差分技术的关键是如何实现可变基线条件下整周模糊度的快速解算。讨论了在基准站和流动站各安装两台GPS接收机或天线,形成动态四边形,利用此条件和已知基线长条件作约束以达到快速确定整周模糊度的目的,设计了检验该技术精度的试验方案,通过自行开发的软件处理了移动基准站GPS载波相位测量数据。结果表明：该技术获得了厘米级的相对定位精度。     

GPS双频快速定位的数据处理研究

对于仅观测几个历元的GPS快速定位,用LS估计未知数的法方程严重病态,又由于观测噪声不可避免,导致模糊度的浮点解与准确值的差值很大,方差—协方差阵也不能准确反映浮点解的精度信息,这种情况下采用LAMBDA法也难以求出正确的模糊度。本文研究了GPS快速定位方程的病态特点以及采用消除电离层影响的载波相位与测码伪距观测值的组合求解双差模糊度浮点解的方法。计算表明该方法可避免GPS快速定位方程的病态性,提高模糊度浮点解的精度。     

BDS/GPS整周模糊度实时快速解算

研究了组合系统模糊度解算的模型和组合系统的选星算法,建立组合系统的宽巷载波相位双差观测方程,使用最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法搜索解算宽巷双差整周模糊度,将确定的宽巷双差整周模糊度代入单频载波相位双差观测方程中,解算单频载波相位双差整周模糊度及坐标改正参数.同时,在整周模糊度解算过程中使用选星算法进一步提高了组合系统的模糊度固定成功率.对中国北斗卫星导航系统(BDS)单系统、全球卫星定位系统(GPS)单系统、BDS/GPS组合系统和选星后BDS/GPS组合系统的数据处理结果进行统计分析.结果表明:BDS/GPS组合系统能够显著提高单系统模糊度固定成功率,而经过选星后的组合系统模糊度固定成功率得到了进一步提高.     

北斗三频约束的短基线模糊度单历元算法

利用北斗三频模糊度易于固定的特点,提出了一种基于北斗三频约束的BDS/GPS短基线模糊度单历元解算方法.首先利用载波伪距组合快速求解北斗三频(0,-1,1)双差超宽巷模糊度,然后利用已固定模糊度的(0,-1,1)组合观测值与(1,4,-5)组合观测值组成无几何模型,以求解(1,4,-5)组合双差模糊度;在两个超宽巷模糊度求解完成之后,利用宽巷模糊度约束与两个无几何模型方程联立快速求解北斗基频双差模糊度;最后利用已固定模糊度的北斗基础观测值与GPS基础观测值方程联立以求解GPS基频双差模糊度.煤矿开采沉陷自动化监测系统的短基线实验结果表明,采用提出的方法可实现单历元求解北斗超宽巷、基频模糊度和GPS基频模糊度.     

GPS双频快速定位的数据处理研究

对于仅观测几个历元的GPS快速定位，用LS估计未知数的法方程严重病态，又由于观测噪声不可避免，导致模糊度的浮点解与准确值的差值很大，方差一协方差阵也不能准确反映浮点解的精度信息，这种情况下采用LAMBDA法也难以求出正确的模糊度。本文研究了GPS快速定位方程的病态特点以及采用消除电离层影响的载波相位与测码伪距观测值的组合求解双差模糊度浮点解的方法。计算表明该方法可避免GPS快速定位方程的病态性，提高模糊度浮点解的精度。     

RTK技术在建设用地勘测定界中的应用

利用GPS测量技术中的载波相位实时动态测量(RTK)技术在建设用地勘测定界测量中的原理对移动站进行定位,基准站将测站已知数据和观测值发送到移动站,移动站接收基准站数据,并采集GPS观测数据,形成差分观测值后,实时求出移动站坐标,精度可达cm级。其操作过程的实例表明,RTK技术在土地管理中有良好的应用前景。     

GPS测姿中两种算法的比较与分析

首先研究了采用双基线方案测量载体的姿态,利用GPS载波双差相位观测方程计算基线向量;然后引入LAMBDA算法和RLAMBDA算法分别解算整周模糊度,描述了两者的基本原理;最后比较分析了两者的仿真结果,得出均可快速而准确地解算整周模糊度,其中RLAMBDA算法的效率更高,两种算法对于GPS测姿系统均具有很好的应用价值.     

北斗卫星导航系统长距离网络RTK方法研究

研究了北斗卫星导航系统长距离网络实时动态定位(RTK)方法.利用长距离参考站北斗卫星导航系统(BDS)多频观测数据确定宽巷整周模糊度,通过顾及大气误差的载波相位整周模糊度解算模型,解算双差载波相位整周模糊度.考虑长距离参考站观测误差的特性不同,将观测误差进行分类处理,利用参考站观测误差和区域误差内插法分别计算流动站的电离层延迟误差和非色散性误差,并改正流动站载波相位观测值的观测误差.使用流动站多频载波相位整周模糊度解算方法确定载波相位整周模糊度,并进行位置参数的计算.使用长距离连续运行参考站(CORS)的实测数据进行算法实验,流动站定位结果与坐标已知值在E,N,U 3个坐标分量方向的偏差达到厘米级水平,3个坐标分量差值的RMS分别为10,14,35 mm.实验结果表明:提出的BDS长距离网络RTK方法可以有效消除流动站载波相位观测值的系统误差,实现流动站用户的厘米级定位.     

双GPS定位定向系统

针对GPS载波相位测量相对定位可以达到毫米级精度,利用GPS载波相位测量方向可以达到较高精度的情况,在阐述了载波相位双差测量方向的原理、坐标系变换和应用最小二乘法解算基线矢量的基础上,讨论了快速解算整周模糊度的算法.测试表明,该算法达到了设计指标.     

一种求解GPS整周模糊度的新方法

介绍了一种基于粒子滤波的求解GPS载波相位测量整周模糊度的新方法,论述了其实用原理及求解整周模糊度的具体过程;将2003-12-01约10 km基线上所采集的GPS载波相位测量数据进行实际验算,基线向量误差均在5 cm以内.表明该方法求解GPS载波相位测量整周模糊度正确、有效.     

差分GPS定位精度研究

采用空间差分和时间差分两种方法, 研究了差分GPS定位精度受差分站间距离和差分改正数龄期的影响, 证明在满足差分站间距离小于100 km, 差分改正数龄期小于5 s的情况下, 各种空间相关误差以及SA对差分GPS定位精度的影响很小, 通常情况下可以忽略, 因此最终的定位误差主要取决于接收机热噪声和多路径效应.而利用一个GPS接收机的观测数据进行时间差分的方法, 无需建立差分基站, 可有效修正各种误差因素的影响, 提高定位精度.     

Mathematical model research on landslide monitoring through GPS

Assuming that road slope and landslide object are rigid, the landslide＇s moving displacement was drawn based on their geometry shapes and the physi-mechanical features of materials, and the dynamic model of landslide was also set up, then DDOD（double difference observation data） was combined with the deformed monitoring point and the carrier phase observation data on base point, which can be used to monitor the landslide＇s deformation rule from horizontal, vertical and directional view simultaneously. Observing equation was set up, which sufficiently reflects the activities of landslide in entire directions. Filter model includes some information such as mechanical state and GPS observing data by Kalman filter.     

一种双频非组合实时精密定位方法

为满足单系统单基线双频数据条件下的实时精密定位需求,提出一种双频非组合实时精密定位技术,基于站间-星间载波相位及伪距观测量双差观测模型,实现单系统单基线双频非组合RTK(Real Time Kinematic).通过分析双差模型观测量冗余度,确立模型残余误差处理策略,设定状态向量,推导并建立状态预测方程及测量方程,实时更新状态向量变换矩阵,根据随机模型调整两种观测量数据的权重,最后利用扩展卡尔曼滤波器技术得到实时定位结果.文中基于几组中长基线实验,通过考察定位结果的三维定位误差及整周模糊度成功固定率,验证该方法的有效性.实验结果表明,在中长基线条件下进行实时定位,该方法精度可以达到厘米级,基线长度为135.6 km时,整周模糊度固定成功率为97.3%,东向、北向、天向的CEP95定位误差分别为1.35 cm、1.84 cm、7.08 cm.双频非组合技术充分利用差分技术的优势消除与距离无关的相关误差,并有效地避免了观测值组合过程所引起的观测噪声,可以实现中长基线条件下的厘米级实时定位.     

手持式GPS在遮挡条件下提高定位精度的研究

目的提高手持式GPS在遮挡条件下定位精度.方法通过建立林区GPS控制网,求解高精度的坐标转换参数,然后采用手持式GPS进行样地中心定位和小班边界定位的实验.结果手持式GPS样地中心定位最大综合误差为3.86 m,小班边界平均位移和中心位置绝对位移分别为3.23 m、3.72 m,小班面积测量精度达到98%以上.结论在实际应用中宜选择5个已知差分基准站求解坐标转换参数;利用此参数可有效提高遮挡条件下手持式GPS的测量精度,且操作简单,实用性强.     

航标灯多基站GPS伪距差分定位新方法

针对由于航海环境的复杂性,导致传统的航标灯定位精度不高,容易偏离航道或发生碰撞的问题,根据其定位精度要求提出了一种伪距改正数的线性组合模型。该模型以单基站伪距差分定位为基础,选取3个参考站和一个移动站并将其误差源理想化,在各参考站上利用高精度GPS定位模块测量其概略坐标,通过各参考站的位置关系建立模型。测试结果表明,该方法能有效提高单GPS模块伪距差分定位的精度,且随着参考站数目的增加定位精度大幅提高。     

New Method for Solving GPS Deformation Monitoring Information at Single Epoch

Based on the analyses for the characteristics of high precise GPS defor-mation monitor,according to the spatial relationship among the satellite, base point and monitoring point a new model and its corresponding algorithm were presented to solve the monitoring point deformation directly at single epoch. In this method the carrier phases is used as the basic observations, and the initial condition is precise baseline vectors obtained in the first period observations between the base point and monitoring point. This model is called the similar single difference model (SSDM). The main error sources effecting the accuracy of deformations were analyzed briefly, the single epoch algorithm of the receiver clock offset was advanced. The numerical results of test data show that the SSDM and the single epoch algorithm of receiver clock offset advanced are reliable and correct.     

全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计

为实现全球导航定位系统(GPS)软件接收机对卫星信号灵活稳定的跟踪,采用非相干延迟锁定环和科斯塔斯环来实现伪码跟踪和载波跟踪;选择环路的带宽,利用最优化的设计理念,设计了GPS软件接收机的最优环路带宽,并且根据所估计的信噪比来确定跟踪环路的最优带宽,以达到总的误差最小.采用GPS卫星中频信号采样器采集实际的GPS数据,并通过Visual C及MATLAB进行了仿真实验,结果表明,接收机成功地跟踪上了7路信号,并以通道1中的数据计算出了同相和正交相信号,所设计的搜索和跟踪方法灵活有效,为接收机能够快速地对GPS信号实现捕获和跟踪提供了一定的保障.同时也使得GPS软件接收机对信号处理改用软件来实现,拥有了极大的灵活性.     

GPS导航定位误差分析及处理

在分析GPS绝对定位误差产生原因的基础上,使用GPS模块记录移动台和基站的定位数据,测量时间从上午9点50分到10点,连续观测6 d.采用对移动站测得的数据求平均值,利用基站数据进行位置差分校正的方法,使绝对定位的误差减小,提高测量精度.在此基础上,利用位置差分的方法来修正行车航迹,纠正行驶路线,从而获得了可靠性较高并且符合实际情况的航迹图.